Rust 引用与借用

在 Rust 中，每个值都有一个变量作为它的所有者。当这个变量离开其作用域时，该值将被丢弃。然而，我们经常需要多个指向同一数据的引用，或者希望在函数调用中传递大型数据结构而不复制它。这就是 Rust 中的引用与借用发挥作用的地方。

什么是引用？

引用是指向某个值的指针，但与 C/C++ 中的指针不同，Rust 中的引用是安全的，不会造成空指针或者悬垂指针。在 Rust 中，引用使用 & 符号标识。例如：

let x = 5;
let y = &x; // y is a reference to x

什么是借用？

当我们将一个值的引用传递给函数或方法时，我们说这个操作发生了借用。在 Rust 中，默认情况下，对于不可变引用（&T），你可以创建多个引用，但是对于可变引用（&mut T），你只能有一个。这样做的原因是为了防止数据竞争和悬垂指针。例如：

fn print_value(v: &i32) { // v is a borrowed reference to an i32
    println!("{}", v);
}

let x = 5;
print_value(&x); // we're borrowing x, so we can still use it afterwards

可变与不可变引用的规则

在 Rust 中，对于同一数据，你只能有一个可变引用或者任意数量的不可变引用。这是为了防止数据竞争和悬垂指针。例如：

let mut x = 5;
let y = &mut x; // this is ok, we have only one mutable reference to x
let z = &x; // this would be an error: cannot borrow `x` as immutable because it is also borrowed as mutable

生命周期

在 Rust 中，每个引用都有一个生命周期（lifetime），表示该引用保持有效的作用域。编译器使用借用检查器来确保这些生命周期是正确的，从而防止悬垂指针和数据竞争。例如：

fn longest<'a>(x: &'a str, y: &'a str) -> &'a str { // 'a is the lifetime of the returned reference
    if x.len() > y.len() {
        x
    } else {
        y
    }
}

结论

Rust 中的引用与借用是一项强大而安全的功能，可以帮助你编写无数据竞争和悬垂指针的代码。通过遵循 Rust 中关于引用和生命周期的规则，你可以在保持性能的同时编写安全且正确的代码。